شیمی

● علم نانو یک تحول بزرگ در مقیاس بسیار کوچک

بسیاری از محققان و سیاستمداران جهان معتقدند که علم نانو می تواند تحولات اساسی در صنعت جهانی ایجاد نماید صنعت نفت نیز از پیشرفت این تکنولوژی بهره مند خواهد گشت.

علم نانو می تواند به بهبود تولید نفت و گاز با تسهیل جدایش نفت وگاز در داخل مخزن کمک نماید. این کار با درک بهتر فرآیندها در سطوح مولکولی امکانپذیر می باشد. با توجه به اینکه نانو مربوط به ابعادی در حدود متر می باشد، نانوتکنولوژی به مفهوم ساخت مواد و ساختارهای جدید توسط مولکول ها و اتم ها در این مقیاس می باشد.

خوشبختانه کاربردهای عملی نانو در صنعت نفت جایگاه ویژه ای دارند. نانوتکنولوژی دیدگاه های جدید جهت استخراج بهبودیافتة نفت فراهم کرده است. این تکنولوژی به جدایش موثرتر نفت و آب کمک می کند . با افزودن موادی در مقیاس نانو به مخزن می توان نفت بیشتری آزاد نمود. همچنین می توان با گسترش تکنیک های اندازه گیری توسط سنسورهای کوچک، اطلاعات بهتری دربارة مخزن بدست آورد.

● مواد نانو

صنعت نفت تقریباً در تمام فرآیندها احتیاج به موادی مستحکم و مطمئن دارد. با ساخت موادی در مقیاس نانو می توان تجهیزاتی سبکتر، مقاومتر و محکم تر از محصولات امروزی تولید نمود. شرکت نانوتکنولوژی GP در هنگ کنگ یکی از پیشگامان توسعة کربید سیلیکون، یک پودر سرامیکی در ابعاد نانو می باشد.

با استفاده از این پودرها می توان مواد بسیار سختی تولید نمود. این شرکت در حال حاضر مشغول مطالعه و تحقیق بر روی سایر مواد مرکب می باشد و معتقد است که می توان با نانوکریستال ها تجهیزات حفاری بادوامتر و مستحکم تری تولید کرد. همچنین متخصصان این شرکت یک سیال جدید حاوی ذرات و نانوپودرهای بسیار ریز تولید نموده اند که به طور قابل توجهی سرعت حفاری را بهبود می بخشد. این مخلوط آسیب های وارده به دیوارة مخزن در چاه را حذف نموده و قابلیت استخراج نفت را افزایش می بخشد.

● آلودگی

آلودگی توسط مواد شیمیایی و یا گازهای آلاینده یک مبحث بسیار دشوار در تولید نفت و گاز می باشد. نتایج بدست آمده از تحقیقات دانشمندان حاکی از آن است که نانوتکنولوژی می تواند تا حد مطلوبی به کاهش آلودگی کمک کند. در حال حاضر فیلترها و ذراتی با ساختار نانو در حال توسعه می باشند که می توانند ترکیبات آلی را از بخار نفت جدا سازند. این نمونه ها علیرغم اینکه اندازه ای در حدود چند نانومتر دارند، دارای سطح بیرونی وسیعی بوده و قادر به کنترل نوع سیال گذرنده از خود می باشند. همچنین کاتالیست هایی با ساختار نانو جهت تسهیل در جداسازی سولفید هیدروژن، آب، مونوکسیدکربن، و دی اکسید کربن از گاز طبیعی در صنعت نفت بکار گرفته می شوند. در حال حاضر مطالعاتی بر روی نمونه هایی از خاک رس در ابعاد نانو و جهت ترکیب با پلیمرهایی صورت می پذیرد که بتوانند هیدروکربن ها را جذب نمایند. بنابراین می توان باقیمانده های نفت را از گل حفاری جدا نمود.

● سنسورهای هیدروژن خود تمیز کننده

خواص فوتوکاتالیستی نانوتیوب های تیتانیا در مقایسه با هر فرمی از تیتانیا بارزتر می باشد، بطوری که آلودگی های ایجادشده تحت تابش اشعة ماورا بنفش به طور قابل توجهی از بین می روند. تا اینکه سنسورها بتوانند حساسیت اصلی خود نسبت به هیدروژن را حفظ نماید. تحقیقات انجام گرفته در این زمینه حاکی از آن است که نانوتیوب های تیتانیا دارای یک مقاومت الکتریکی برگشت پذیر می باشند، بطوری که اگر هزار قطعه از آن ها در مقابل یک میلیون اتم هیدروژن قرار بگیرند، مقاومت الکتریکی آن در حدود یکصد میلیون درصد افزایش می یابد.

سنسورهای هیدروژن بطور گسترده ای در صنایع شیمیایی، نفت و نیمه رساناها مورد استفاده قرار می گیرند. از آنها جهت شناسایی انواع خاصی از باکتری های عفونت زا استفاده می گردد. به هر حال محیط هایی نظیر تأسیسات و پالایشگاه های نفت ی که سنسورهای هیدروژن از کاربردهای ویژه ای برخوردار می باشند، می توانند بسیار آلوده و کثیف باشند این سنسورهای هیدروژن نانوتیوب های تیتانیا هستند که توسط یک لایة غیرپیوسته ای از پالادیم پوشانده شده اند. محققان این سنسورها را به مواد مختلفی نظیر اسید استریک ( یک نوع اسید چرب ) ، دود سیگار و روغن های مختلفی آلوده نمودند و سپس مشاهده کردند که تمام این آلوده کننده ها در اثر خاصیت فوتوکاتالیستی نانوتیوب ها از بین می روند. حد نهایی آلودگی ها زمانی بود که دانشمندان این سنسورها را در روغن های مختلفی غوطه ور ساخته و سنسورها توانستند خواص خود را بازیابند. محققان سنسورها را در دمای اتاق به مقدار هزار قطعه در مقابل یک میلیون اتم هیدروژن در معرض این گاز قرار دادند و مشاهده نمودند که در طرح های اولیة سنسور مقاومت الکتریکی آن به میزان ۱۷۵۰۰۰ درصد تغییر می کند. سپس سنسورها را توسط لایه ای به ضخامت چندین میکرون از روغن موتور پوشاندند تا بطور کلی حساسیت آن ها نسبت به هیدروژن از بین برود. سپس این سنسورها را در هوای عادی به مدت ۱۰ ساعت در معرض نور ماوراء بنفش قرار دادند و پس از یک ساعت مشاهده نمودند که سنسورها مقدار قابل توجهی از حساسیت خود را بدست آورده و پس از گذشت ۱۰ ساعت تقریباً بطور کامل به وضعیت عادی خود بازگشتند.

علیرغم قابلیت بازگشتی بسیار مناسب این سنسورها نمی توانند پس از آلودگی به انواع خاصی از آلوده کننده ها حساسیت خود را باز یابند برای مثال روغن WQ - ۴۰ به علت دارابودن مقداری نمک خاصیت فوتوکاتالسیتی نانوتیوب ها را تا حد زیادی از بین می برد.

با افزودن مقدار اندکی از فلزات مختلف نظیر قلع، طلا، نقره، مس و نایوبیم، یک گروه متنوعی از سنسورهای شیمیایی بدست می آیند. این فلزات خاصیت فوتوکاتالیستی نانوتیوب های تیتانیا را تغییر می دهند. به هر حال سنسورها در یک محیط غیرقابل کنترل در دنیای واقعی توسط مواد گوناگونی نظیر بخار های آلی فرار، دودة کربن و بخارهای نفت و همچنین گرد و غبار آلوده می گردند. قابلیت خودپاک کنندگی این سنسورها طول عمر آن ها را افزایش و از همه مهمتر خطای آنها را کاهش می دهد.

● سنسورهای جدید در خدمت بهبود استخراج نفت

براساس آخرین اطلاعات چاپ شده توسط سازمان انرژی آمریکا، استخراج نفت در حدود دو سوم از چاه های نفت آمریکا اقتصادی نمی باشد. با توجه به دما و فشار زیاد در محیط های سخت زیرزمینی، سنسورهای قدیمی الکتریکی و الکترونیکی و سایر لوازم اندازه گیری قابل اعتماد نمی باشند و در نتیجه شرکت های استخراج کنندة نفت در تهیة اطلاعات لازم و حساس جهت استخراج کامل و مؤثر نفت از مخازن با برخی مشکلات مواجه می باشند.

در حال حاضر محققان در آزمایشگاه فوتونیک دانشگاه صنعت ی ویرجینیا در حال توسعة یک سری سنسورهای قابل اعتماد و ارزان از فیبرهای نوری جهت اندازه گیری فشار، دما، جریان نفت و امواج آکوستیک در چاه های نفت می باشند. این سنسورها به علت مزایایی نظیر اندازة کوچک ، ایمنی در قبال تداخل الکترومغناطیسی ، قابلیت کارآیی در فشار و دمای بالا و همچنین محیط های دشوار، مورد توجه بسیار قرار گرفته اند. از همه مهم تر اینکه امکان جایگزینی و تعویض این سنسورها بدون دخالت در فرآیند تولید نفت و باهزینة مناسب فراهم می باشد. در حال حاضر عمل جایگزینی و تعویض سنسورهای قدیمی در چاه های نفت میلیون ها دلار هزینه در پی دارد. سنسورهای جدید از نظر تولید بسیار مقرون به صرفه بوده و اندازه گیری های دقیق تری ارائه می دهند.

انتظار می رود که تکنولوژی این سنسورها تولید نفت را با ارائه اندازه گیری های دقیق و قابل اعتماد و کاهش ریسک های همراه با اکتشاف و حفاری نفت بهبود بخشد. همچنین سنسورهای جدید به علت برخی کاربردهای ویژه نظیر استخراج دریایی و افقی نفت ، جایی که بکاربستن سنسورهای قدیمی در چنین شرایطی بسیار مشکل می باشد، از توجه ویژه ای برخوردارند

3. عوامل مؤثر در فیلتراسیون
دو عامل که در انتخاب نوع فیلتر و کارکرد آن مؤثر می‌باشد عبارت است از:
3-1- اندازه حفرات فیلتر
همان‌طور که گفته شد موادی با اندازه بزرگ‌تر از حفرات فیلتر، در پشت آن باقی می‌مانند و عبور نمی‌کنند، در نتیجه، برای جداسازی ذرات با اندازه مشخص باید از فیلترهای مناسب استفاده کرد.
3-2- مقدار ذراتی که در پشت فیلتر باقی می‌مانند.
ذراتی که در پشت فیلتر باقی می‌مانند به مرور زمان و با استفاده مداوم از فیلتر بیش‌تر می‌شوند. این مسئله می‌تواند باعث مسدود شدن روزنه‌های فیلتر شود. به این دلیل، باید بعد از مدت زمان مشخصی، فیلتر را تعویض، و یا آن را پاک‌سازی نمود. این مسئله که به گرفتگی فیلتر معروف می‌باشد از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا تعویض و یا حتی تمیزکردن فیلتر هزینه‌بر است.

4. انواع فیلتراسیون
4-1- میکروفیلتراسیون ³
میکروفیلتراسیون فرایندی است که برای جداسازی ذرات، جامدات معلق کوچک و موادی دیگر مثل باکتری‌ها و کیست‌ها و مولکول‌هـا و ذراتی بزرگتر از 0/2 میکرون استفاده می‌شود.
4-2- آلترافیلتراسیون ⁴
در آلترافیلتراسیون مولکول‌هایی بزرگ‌تر از 0/005 میکرون جدا می‌شوند. ابعاد حفره‌های فیلتر بین 2 تا 50 نانومتر است. این فرایند برای جداسازی و تغلیظ مواد کلوئیدی و سوسپانسیونی به کار می‌رود.
4-3- اسمز معکوس ⁵
اسمز معکوس فرایندی است که آب در اثر اختلاف فشار از یک غشای نازک عبور می‌کند تا محتویات و مواد معدنی شامل نمک، ویروس‌ها، سموم و سایر ترکیبات آلوده غیر آلی را جدا کند و اتم ها و مولکول‌هایی در مقیاس کوچکتر از 0/001 میکرون را در محدوده یونی جدا می‌کند (شکل2

شکل (2). نحوه عمل اسمز معکوس.

vاسمز معکوس تکنیکی است که در دیالیز طبی هم از آن استفاده می‌شود. دیالیز مورد استفاده‌ی افرادی است که مشکل کلیوی دارند. کلیه‌ها باعث تصفیه خون شده، مواد زائد مثل اوره و آب را از خون جدا، و به شکل ادرار از بدن خارج می‌کنند. یک دستگاه دیالیز به تقلید از عملکرد کلیه‌ها، کار می‌کند. خون از بدن عبور کرده، وارد دستگاه دیالیز شده و از فیلتر اسمزی عبور می‌کند تا مواد زائد از آن جدا شود و خون تصفیه شده دوباره به بدن برگردد (شکل 3).

 

 

شکل (3). شمای کلی از فرایند دیالیز خون.

4-4- نانوفیلتراسیون ⁶
ابعاد حفره‌های نانوفیلتر بین 0/5 تا 2 نانومتر است. روش نانوفیلتراسیون طی چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانوفیلتراسیون جداسازی بر اساس اندازه مولکول صورت می‌گیرد. اساساً این روش، جهت حذف اجزای آلی نظیر آلوده‌کننده‌هایی در اندازه میکرونی و یون‌های چند ظرفیتی می‌باشد. از دیگر کاربردهای نانوفیلتراسیون می‌توان به حذف مواد شیمیایی که به منظور کشتن موجودات مضر به آب اضافه شده‌اند، حذف فلزات سنگین مانند جیوه، تصفیه‌ی آب‌های مصرفی، رنگ‌زدایی و حذف آلوده‌کننده‌ها اشاره کرد. نانوفیلتراسیون می‌تواند تقریباً از هر منبع آبی، آب پاک به وجود آورد و تمام باکتری‌های موجود در آب را حذف کند. شکل (4) انواع مختلف فیلتراسیون را با توجه به نوع و اندازه ترکیبات قابل‌جداسازی نشان می‌دهد

 

شکل (4). انواع مختلف فیلتراسیون.

5. کاربرد فیلترها
5-1- صنعت آب و فاضلاب
آب یکی از ضروری‌ترین عناصر حیات بر روی زمین است و اگر چه بیش از 70 صد از سطح کرة زمین با آب پوشیده شده است اما، کمتر از 3 درصد آن آب شیرین می‌باشد. از این مقدار 79 درصد به قله‌های یخی تعلق دارد، 20 درصد آن آبهای زیر زمینی است که به راحتی قابل دسترسی نمی‌باشند و فقط 1 درصد آن شامل دریاچه‌ها و رودخانه‌ها و چاه‌ها می‌باشد که به راحتی به دست می‌آید. فرایند پاک‌سازی و تصفیه آب بسیار طولانی و زمان‌بر است. یکی از مراحل تصفیه آب جداکردن آلاینده‌ها از آب می‌باشد که در این مرحله از فیلتراسیون استفاده می‌شود.
5-2- صنایع غذایی
صنعت لبنیات، آب‌میوه و صنایع دیگری که در حوزه‌ی صنایع غذایی قرار می‌گیرند، یکی دیگر از مصرف‌کنندگان اصلی فرایند فیلتراسیون محسوب می‌شوند. به طور مثال، سیستم‌های آلترافیلتراسیون در تولید پنیر استفاده می‌شوند، هم‌چنین از سیستم‌های فیلتراسیون در پاستوریزاسیون و هموژنیزاسیون نیز استفاده می‌شود.
امروزه بوسیله آلترافیلتراسیون توانسته‌اند اجزای شیر را تغلیظ نموده و به طور جزء به جز ء جداسازی نمایند. این امر موجب شده است تا بتوان محصولات جدیدی مطابق با نیاز های مصرف کننده به بازار عرضه نمود.
5-3- صنایع داروسازی
تولید دارو با سیستم‌های مختلفی انجام می‌شود. داروی تولید شده، نیاز به خالص‌کردن دارد و اهمیت خالص‌سازی دارو کمتر از تولید دارو نیست. به طوری که تولید دارو 30 درصد از هزینه‌های دارو را دربرمی‌گیرد، در حالی که 70 درصد هزینه‌ها، صرف خالص‌سازی دارو می‌شود. مهم‌ترین مرحله ‌خالص‌سازی، فرایند فیلتراسیون می‌باشد. در خالص‌سازی ِ داروها از فرایندهایی مانند دیالیز، میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون استفاده می‌شود.
5-4- تصفیة هوا و خالص‌سازی گازها
یکی از کاربردهای اصلی فرایند فیلتراسیون تصفیه هوا و یا تولید گازهای خالص، مانند اکسیژن خالص و نیثروژن خالص می‌باشد که این گازها کاربردهای صنعتی زیادی دارند. در فرایندهایی که برای تولید اکسیژن و نیتروژن خالص به کار برده می‌شود، از فیلتر استفاده می‌شود.
یک مثال آشنا از کاربرد فیلترها برای تصفیه هوا، ماسک‌های صورت میباشند. ماسکهای معمولی که بیش‌تر در روزهای آلوده از آنها استفاده می‌کنیم، نوعی فیلتر دارند که به ذرات معلق هوا اجازه عبور نمی‌دهند و به این ترتیب مانع رسیدن آلودگیها به مجاری تنفسی ما میشوند (شکل5

 

6. نتیجه‌گیری
با توجه به مطالب گفته شده، اهمیت فیلترها و فرایند فیلتراسیون مشخص می‌شود. در این زمینه استفاده از فناوری‌نانو و ساخت نانوفیلترها برای جداسازی ذرات بسیار زیر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است که درمقاله‌های بعدی به آن خواهیم پرداخت.

آکتینید

آرایش الکترونی و جدول تناوبی

مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادندودر سال ۱۸۶۹م به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم انهاست. به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند.

مندلیف در سال ۱۸۶۹ بر پایه ی قانون تناوب جدولی از ۶۳عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای ۱۸۶۹ تا ۱۸۷۱م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیایی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در ۸ ستون و۱۲سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.

● شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر :

▪ روابط همسایگی:

دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.

▪ وسواس وی:

او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.

▪ واحدهای خالی:

در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.

▪ استقبال از ساکنان بعدی:

مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانستخواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال ۱۸۶۹ تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود

▪ ساخت واحد مسکونی هشتم:

مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود. در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال ۱۸۹۴ گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل ۱۹۰۸ م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها ۰ در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند.

▪ اسانسور مندلیفبه سوی اسمان شیمی:

جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های انها شد.

● مجتمع نیمه تمام:

جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :

۱) جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.

۲) در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.

۳) کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .

۴) سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و ۴ سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.

● تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:

▪ تغییرات شعاع اتمی :

در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.

▪ تغییرات شعاع یونی :

شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.

▪ تغییرات انرژی یونش:

در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش

می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.

▪ تغییرات الکترون خواهی :

در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .

▪ تغییرات الکترونگاتیوی:

در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .

▪ تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:

در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.

▪ تغییرات پتانسیل الکترودی :

در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید –کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.

▪ تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:

توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.

▪ تغییرات دما وذوب یا جو ش:

در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد

در جدول تناوبی جدید که بر اساس آرایش الکترونی عنصرها مرتب شده است، عنصرها به چهار دسته تقسیم می شوند.

۱) عنصرهای اصلی دسته S :

همگی فلز هستند ( به جز H و He ) و تنها یک یا دو الکترون در اوربیتال S لایه ظرفیت آنها وجود دارد.

- گروه ۱ ( IA ) با آرایش nS۱ به خانواده فلزهای قلیائی مشهورند و خاصیت فلزی دارند.

- گروه ۲ ( IIA ) با آرایش nS۲ به خانواده فلزهای قلیائی خاکی مشهورند و خاصیت فلزی دارند.

۲) عنصرهای اصلی دسته P :

در این سری از عنصرها که اوربیتال P آنها در حال پر شدن می باشد جزو عنصرهای اصلی بوده و شامل برخی از فلزها و تمامی نافلزها و گازهای نجیب می باشند.

ـ گروه ۱۳ ( IIIA ) با آرایش nS۲, nP۱ اغلب خاصیت آمفوتری دارند.

ـ گروه ۱۴ ( IVA ) با آرایش nS۲, nP۲

ـ گروه ۱۵ ( VA ) با آرایش nS۲, nP۳ خاصیت نافلزی دارند.

ـ گروه ۱۶ ( VIA ) با آرایش nS۲, nP۴ خاصیت نافلزی دارند.

ـ گروه ۱۷ ( VIIA ) با آرایش nS۲, nP۵ به خانواده هالوژنها مشهورند و خاصیت نافلزی دارند.

ـ گروه ۱۸ ( VIII ) با آرایش nS۲, nP۶ به خانواده گازهای نجیب مشهورند و فعالیت شیمیائی ندارند.

۳) عنصرهای دسته d ( عنصرهای واسطه ) :

عنصرهای که اوربیتال nS لایه ظرفیت آنها یک یا دو الکترون و اوربیتال (n-۱) d آنها در حال پر شدن است، به نام عنصرهای واسطه مشهورند. همگی فلز می باشند و در ده ستون میان گروههای ۲ ( IIA ) و ۱۳ ( IIIA ) قرار دارند.

۴) عنصرهای دسته f ( عنصرهای واسطه داخلی ) :

عنصرهای که اوربیتال nS لایه ظرفیت آنها یک یا دو الکترون و اوربیتال ( n-۲ )f آنها در حال پر شدن است، به نام عنصرهای واسطه داخلی مشهورند و به دو سری تقسیم می شوند.

ـ سری لانتانیدها :

عنصرهای که اوربیتال ۴f آنها در حال پر شدن است. این عنصرها به نام لانتانیدها و یا خاکهای کمیاب مشهورند و شامل ۱۴ عنصر از سریم ( Ce۵۸) تا لوتسیم ( Lu۷۱) می باشند. مکان اصلی این عنصرها در خانه شماره ۵۷ کنار عنصر لانتان می باشد که آنها را به پایین جدول انتقال داده اند.

ـ سری آکتینیدها :

عنصرهای که اوربیتال ۵f آنها در حال پر شدن است. این عنصرها به نام آکتینیدها مشهورند و شامل ۱۴ عنصر از توریم ( Th۹۰) تا لورانسیم ( Lr۱۰۳) می باشند. همگی جزو عنصرهای سنگین و رادیو اکتیو هستند و اغلب به طور مصنوعی تهیه می شوند. مکان اصلی این عنصرها نیز در خانه شماره ۸۹ کنار عنصر آکتینیم می باشد.

مشابهت جدول تناوبی با آرایش الکترونی اتمها را می توان به این صورت به خاطر سپرد.

۱s ۲s, ۲p ۳s, ۳p ۴s, ۳d, ۴p ۵s, ۴d, ۵p ۶s, ۴f, ۵d, ۶p ۷s, ۵f, ۶d, ۷p

در هر دوره اگر شماره دوره را n در نظر بگیریم وضعیت شماره لایه برای هر اوربیتال به این صورت است. nS , nP - nS , (n-۱)d - nS , (n-۲)f

ـ عنصرهای دسته S ( فلزهای قلیائی و قلیائی خاکی ) از دوره اول شروع می شوند.

ـ عنصرهای دسته P ( نافلزها ) از دوره دوم شروع می شوند.

ـ عنصرهای دسته d ( فلزهای واسطه ) از دوره چهارم شروع می شوند.

ـ عنصرهای دسته f ( عنصرهای واسطه داخلی ) از دوره ششم شروع می شوند. لانتانیدها ۴f دوره ششم و آکتینیدها ۵f در دوره هفتم قرار دارند.

محققان از یک ملکول کمکی یا کاتالیزور استفاده کردند تا اکسید لیمونین وادار کنند طی فعل و انفعالی شیمیایی با دی اکسید کربن، پلیمر تازه ای به نام کربنات پلی لیمونین تشکیل دهد.

منبع قابل تجدید

این پلیمر دارای بسیاری از خصوصیات پلی استیرین است که در بسیاری از محصولات پلاستیکی یک بار مصرف استفاده می شود.

پروفسور کوتس گفت: تقریبا تمامی پلاستیک های موجود، از پلی استیرین در لباس گرفته تا پلاستیک هایی که برای بسته بندی مواد غذایی و محصولات الکترونیکی استفاده می شود، با استفاده از نفت، به عنوان یک ماده اصلی تشکیل دهنده، ساخته شده است.

اگر بتوان مصرف نفت را کنار گذاشت و در عوض از منابع فراوان، قابل تجدید و ارزان استفاده کرد، در آن صورت باید درباره آن تحقیق کنیم.

نکته هیجان انگیز در مورد این مطالعه این است که ما با استفاده از منابع کاملا قابل تجدید قادریم پلاستیکی با کیفیت خیلی خوب بسازیم

.
تیم آقای کوتس علاقه مند است از دی اکسید کربن نیز به عنوان جایگزینی برای مصالح سازنده پلیمرها استفاده کند.

این گاز را می توان جدا کرده و از آن برای تولید پلاستیک هایی مانند اکسید پلی لیمونین استفاده کرد.

دی اکسید کربن عمده ترین گاز گلخانه ای است که در اثر سوزاندن سوخت های فسیلی و قطع درختان جنگل ها در هوا متصاعد می شود.

وی افزود:

این ترکیبات روی بسیاری از انواع مختلف باکتری‌ها و میکروب‌ها تأثیر خوبی خواهد داشت، حتی حالت اسپور یا حالت مقاوم میکروب‌ها را نیز می‌تواند از بین ببرد و محیط مورد نظر را استریل کند.

این محقق تصریح کرد:

از این ترکیبات ضد میکروبی می‌توان در بیمارستان‌ها، در محیط کار و هر مکان دیگری که باید استریل باشد، استفاده کرد.

وی گفت: از قابلیت‌های ویژه این ترکیبات نسبت به سایر ترکیبات مشابه آن می‌توان به ضد خورندگی و استریل کامل اشاره کرد و اینکه مقاومت میکروبی آن نسبت به سایر ضد میکروب‌ها بسیار کم است.

آقاعلی‌زاده خاطرنشان کرد: این ترکیبات بسیار انعطاف‌پذیر هستند به گونه‌ای که قادراند به حالت‌های مختلفی چون اسپری کرم برای استریل دست و صورت درآیند یا به‌صورت دارو هم می‌توان از آنها استفاده شوند.

وی گفت: این ترکیبات هنوز به صورت انبوه به بازار ارائه نشده است.